物聯(lián)網(wǎng)工程基礎(chǔ)導(dǎo)論知識點(diǎn)(物聯(lián)網(wǎng))
1.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。
其英文名稱是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
2.物聯(lián)網(wǎng)工程需要哪些基礎(chǔ)
物聯(lián)網(wǎng)工程的工程師有很多方向，不同方向所需要的基礎(chǔ)也不一樣。
如果以具體從業(yè)方向定的話，硬件設(shè)計(jì)師、嵌入式固件開發(fā)人員、無線通訊專家 、后端開發(fā)人員 、前端開發(fā)人員 、應(yīng)用開發(fā)人員 、自動化與系統(tǒng)集成工程師 、數(shù)據(jù)科學(xué)家等。1.硬件設(shè)計(jì)師：大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都涉及某種形式的定制硬件設(shè)計(jì)。
硬件的復(fù)雜度因項(xiàng)目而異。在某些情況下，使用硬件模塊和參考設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)知識和電氣工程知識就足夠了。
而有些更復(fù)雜的項(xiàng)目則需要更多的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識。常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì)、無線電頻率與天線設(shè)計(jì)、時(shí)鐘，信號路由相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)、低功耗設(shè)計(jì)和功耗優(yōu)化等 2.嵌入式固件開發(fā)人員：讓硬件發(fā)揮作用，你就需要嵌入式開發(fā)人員。
他們是從事最底層、最接近裸機(jī)硬件的軟件開發(fā)人員。這樣的軟件稱為固件（介于軟件和硬件之間的固件）。
一般這些開發(fā)人員的背景結(jié)合了電氣工程、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和軟件開發(fā)。嵌入式開發(fā)人員的工作需要與最終硬件的原型版本打交道，因此通常他們的辦公桌看起來都很凌亂。
常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要有編程語言（C、匯編語言、C++）、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）經(jīng)驗(yàn)（FreeRTOS、Contiki、Zephyr）、嵌入式Linux、源代碼版本控制、物理和信息安全等 3.無線通訊專家：大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都是無線的，但無線技術(shù)都很難，因?yàn)闊o線集物理與軟件的雙重復(fù)雜度于一身。通常無線通信專家都來自無線通信、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和軟件開發(fā)。
對于大型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來說，擁有無線通信的專長才能適當(dāng)?shù)卮_定網(wǎng)絡(luò)與通信模式。而消費(fèi)級物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)則需要無線通信專長來確保通過藍(lán)牙順利地將設(shè)備連接到用戶的智能手機(jī)。
常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要有網(wǎng)絡(luò)模擬、無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)、對無線傳播技術(shù)的掌握、對功耗的掌握、協(xié)議（TCP/IP、IPv4、IPv6、RPL、TLS、WiFi、藍(lán)牙、6lowpan、ZigBee、LoRA、MQTT、CoAP） 4.后端開發(fā)人員：在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，后端需要處理數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序邏輯。通常，后端都部署在云主機(jī)中，并負(fù)責(zé)存儲來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)、對用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證、為前端以及與其他系統(tǒng)的集成提供API。
常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要有編程語言（JavaScript、Go、Python、Ruby）、數(shù)據(jù)庫（MySQL、MongoDB、Redis）、開發(fā)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)、云平臺（亞馬遜的AWS、Heroku、微軟的Azure） 5.前端開發(fā)人員：大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都有網(wǎng)頁形式的前端。用戶可以通過這類網(wǎng)頁與系統(tǒng)交互。
因此，這些網(wǎng)頁需要做到易于使用、安全、可在最常見的Web瀏覽器中運(yùn)行并保持最新狀態(tài)。這些前端是用HTML開發(fā)的，而且通常都會采用某些現(xiàn)有的JavaScript前端框架。
前端開發(fā)人員需要通過大量輸出到網(wǎng)頁上的文本來創(chuàng)建視覺體驗(yàn)。 常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要UI/UX設(shè)計(jì)、用戶訪談與人機(jī)交互的經(jīng)驗(yàn)、HTML、CSS、Javascript、Web開發(fā)框架（Vue.js、React、Bootstrap） 6.應(yīng)用開發(fā)人員：許多面向用戶的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都需要使用移動應(yīng)用作為用戶界面。
隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，移動應(yīng)用體驗(yàn)的重要性越來越突出。通常，我們需要開發(fā)和維護(hù)兩個(gè)版本：iOS和Android。
有時(shí)也可以開發(fā)混合原生應(yīng)用（通常用HTML開發(fā)）。大多數(shù)應(yīng)用開發(fā)人員都清楚原生與混合框架的優(yōu)缺點(diǎn)。
常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要Android、iOS開發(fā)原生/混合框架（Phonegap/Cordova、Ionic、Angular、React、Vue）、編程語言（Java、Swift、Objective C、JavaScript） 7.自動化與系統(tǒng)集成工程師：許多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都需要與現(xiàn)有軟件集成。軟件集成是一項(xiàng)經(jīng)常被低估的任務(wù)，我們常常需要花費(fèi)大量精力，運(yùn)用一套特定的技術(shù)才能取得成功。
此外，一旦軟件集成開始，你就必須確保集成保持正常運(yùn)行。這時(shí)我們就需要采用自動測試。
系統(tǒng)集成和自動化工程師需要擁有大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和勇氣，因?yàn)檫@是一項(xiàng)艱巨的工作。 常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要自動測試框架（Jenkins、Mocha、Travis）、REST API、編程語言（Javascript、Java、Python、Bash） 8.數(shù)據(jù)科學(xué)家：物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都需要圍繞數(shù)據(jù)展開，而且你需要充分利用這些數(shù)據(jù)。
在項(xiàng)目的早期階段，這部分的工作可能很簡單，只需將關(guān)鍵績效指標(biāo)放入Excel工作表中進(jìn)行比較即可。但是隨著項(xiàng)目的發(fā)展，你需要針對數(shù)據(jù)展開更深入的分析。
這時(shí)就需要數(shù)據(jù)科學(xué)家的幫忙。數(shù)據(jù)科學(xué)家可以通過復(fù)雜的數(shù)據(jù)，尋找模式以及可付諸行動的信息，而這才是數(shù)據(jù)的最終價(jià)值。
常見的技術(shù)基礎(chǔ)需要統(tǒng)計(jì)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、編程語言（Matlab、R、Python）。
3.物聯(lián)網(wǎng)工程,學(xué)的有哪些方面,都有哪些知識
要想成為系統(tǒng)的的物聯(lián)網(wǎng)工程師需要系統(tǒng)學(xué)習(xí)。由淺入深地對嵌入式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及Linux平臺全面掌握，能夠獨(dú)立勝任物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)、嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)、5G周邊產(chǎn)品開發(fā)、底層系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、從終端到云技術(shù)開發(fā)以及Linux衍生產(chǎn)品等多方面工作?？梢愿酉到y(tǒng)的了解嵌入式物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)知識。
具體所學(xué)知識包括：
1.嵌入式C語言高級編程及行業(yè)應(yīng)用
2.各常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法相關(guān)知識，以及面向接口的編程
3.GUI圖形庫應(yīng)用開發(fā)技術(shù)
4.Linux操作系統(tǒng)使用
5.Linux系統(tǒng)編程
6.Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編程
7.Linux網(wǎng)絡(luò)路由及數(shù)據(jù)交換技術(shù)
8.嵌入式數(shù)據(jù)庫
9.嵌入式C++語言編程，以及面向模板庫的應(yīng)用開發(fā)
10.OpenCV、OpenGL等圖像處理
11.AI模型訓(xùn)練及場景定位識別應(yīng)用
12.RFID場景應(yīng)用
13.zigbee低功耗網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
14.Bluebooth組網(wǎng)技術(shù)
15.MQTT云平臺搭建技術(shù)
16.NB-IOT各大云平臺通信技術(shù)
17.基于5G技術(shù)的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用
18.ARM體系結(jié)構(gòu)
19.Bootloader啟動過程
20.常見Bootloader源碼及平臺移植
21.嵌入式Linux內(nèi)核裁減以及移植
22.嵌入式Linux平臺搭建技術(shù)及技巧
23.Android ROM包制作流程
24.Android底層驅(qū)動開發(fā)
25.嵌入式從8位到64位硬件底層開發(fā)
26.嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動移植以及開發(fā)
如果有機(jī)會通過十個(gè)左右的大項(xiàng)目實(shí)踐，掌握物聯(lián)網(wǎng)+嵌入式實(shí)際項(xiàng)目案例開發(fā)流程，提高研發(fā)技能。
4.物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識
物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
感知層由各種傳感器構(gòu)成，包括溫濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、紅外線、GPS等感知終端。感知層是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源。
網(wǎng)絡(luò)層由各種網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺等組成，是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的中樞，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。
其核心技術(shù)又可以細(xì)分為六層，如右圖： 和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。
其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。
在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。還有，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。
物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。
此外，物聯(lián)網(wǎng)的精神實(shí)質(zhì)是提供不拘泥于任何場合，任何時(shí)間的應(yīng)用場景與用戶的自由互動，它依托云服務(wù)平臺和互通互聯(lián)的嵌入式處理軟件，弱化技術(shù)色彩，強(qiáng)化與用戶之間的良性互動，更佳的用戶體驗(yàn)，更及時(shí)的數(shù)據(jù)采集和分析建議，更自如的工作和生活，是通往智能生活的物理支撐。 這里的“物”要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍：1、要有數(shù)據(jù)傳輸通路；2、要有一定的存儲功能；3、要有CPU;4、要有操作系統(tǒng)；5、要有專門的應(yīng)用程序；6、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；7、在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識別的唯一編號。
物聯(lián)網(wǎng)概念這幾年可謂是炙手可熱，物聯(lián)網(wǎng)家電也是風(fēng)生水起，從狹義上講，物聯(lián)網(wǎng)家電是指應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家電產(chǎn)品。從廣義上講，是指能夠與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，通過互聯(lián)網(wǎng)對其進(jìn)行控制、管理的家電產(chǎn)品，并且家電產(chǎn)品本身與電網(wǎng)、使用者、處置的物品等能夠?qū)崿F(xiàn)物物相聯(lián)，通過智慧的方式，達(dá)成人們追求的低碳、健康、舒適、便捷的生活方式。
物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。
其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動識別（RFID）技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。
在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品（商品）的識別，進(jìn)而通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對物品的“透明”管理。物聯(lián)網(wǎng)的含義 從兩化融合這個(gè)角度分析物聯(lián)網(wǎng)的涵義：其一：工業(yè)化的基礎(chǔ)是自動化，自動化領(lǐng)域發(fā)展了近百年，理論、實(shí)踐都已經(jīng)非常完善了。
特別是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷興起和過程控制要求的日益復(fù)雜營運(yùn)而生的DCS控制系統(tǒng)，更是計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。DCS的理念是分散控制，集中管理。
雖然自動設(shè)備全部聯(lián)網(wǎng)，并能在控制中心監(jiān)控 信息而通過操作員來集中管理。但操作員的水平?jīng)Q定了整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化程度。
有經(jīng)驗(yàn)的操作員可以使生產(chǎn)最優(yōu)，而缺乏經(jīng)驗(yàn)的操作員只是保證了生產(chǎn)的安全性。是否有辦法做到分散控制，集中優(yōu)化管理？需要通過物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)所有監(jiān)控信息，通過分析與優(yōu)化技術(shù)，找到最優(yōu)的控制方法，是物聯(lián)網(wǎng)可以帶給DCS控制系統(tǒng)的。
其二：IT信息發(fā)展的前期其信息服務(wù)對象主要是人，其主要解決的問題是解決信息孤島問題。當(dāng)為人服務(wù)的信息孤島問題解決后，是要在更大范圍解決信息孤島問題。
就是要將物與人的信息打通。人獲取了信息之后，可以根據(jù)信息判斷，做出決策，從而觸發(fā)下一步操作；但由于人存在個(gè)體差異，對于同樣的信息，不同的人做出的決策是不同的，如何從信息中獲得最優(yōu)的決策？另外物獲得了信息是不能做出決策的 ，如何讓物在獲得了信息之后具有決策能力？智能分析與優(yōu)化技術(shù)是解決這個(gè)問題的一個(gè)手段，在獲得信息后，依據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)以及理論模型，快速做出最優(yōu)決策。
數(shù)據(jù)的分析與優(yōu)化技術(shù)在兩化融合的工業(yè)化與信息化方面都有旺盛的需求。物聯(lián)網(wǎng)智庫認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的定義源于IBM的智慧地球方案，十二五規(guī)劃中九大試點(diǎn)行業(yè)全部都是行業(yè)的智能化。
無論智慧方案，還是智能行業(yè)，智能的根本離不開數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化技術(shù)。數(shù)據(jù)的分析與優(yōu)化是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是。
5.簡述物聯(lián)網(wǎng)涉及知識~
物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。
EPC網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)包括：
EPC編碼：長度為64位、96位和256位的ID編碼，出于成本的考慮現(xiàn)在主要采用64位和96位兩種編碼。EPC編碼分為四個(gè)字段，分別為：①頭部，標(biāo)識編碼的版本號，這樣就可使電子產(chǎn)品編碼采用不同的長度和類型；②產(chǎn)品管理者，如產(chǎn)品的生產(chǎn)商；③產(chǎn)品所屬的商品類別；④單品的唯一編號。
Savant，介于閱讀器與企業(yè)應(yīng)用之間的中間件，為企業(yè)應(yīng)用提供一系列計(jì)算功能。它首要任務(wù)是減少從閱讀器傳往企業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)量，對閱讀器讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、匯集、計(jì)算等操作，同時(shí)Savant還提供與ONS、PML服務(wù)器、其他Savant互操作功能。
對象名字服務(wù)，類似于域名服務(wù)器DNS,ONS提供將EPC編碼解析為一個(gè)或一組URLs的服務(wù)，通過URLs可獲得與EPC相關(guān)產(chǎn)品的進(jìn)一步信息。
信息服務(wù)，以PML格式存儲產(chǎn)品相關(guān)信息，可供其他的應(yīng)用進(jìn)行檢索，并以PML的格式返回。存儲的信息可分為兩大類，一類是與時(shí)間相關(guān)的歷史事件記錄，如原始的RFID閱讀事件（記錄標(biāo)簽在什么時(shí)間，被哪個(gè)閱讀器閱讀），高層次的活動記錄如交易事件（記錄交易涉及的標(biāo)簽）等；另一類是產(chǎn)品固有屬性信息，如產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間、過期時(shí)間、體積、顏色等。
物理標(biāo)示語言，PML是在XML的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而來，被視為描述所有自然物體、過程和環(huán)境的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在EPC網(wǎng)絡(luò)中，所有有關(guān)商品的信息都以物理標(biāo)示語言PML來描述，是EPC網(wǎng)絡(luò)信息存儲和交換的標(biāo)準(zhǔn)格式。
